黄渣

更新时间:2023-02-14 14:39

鼓风炉冶炼粗铅过程中,除产出粗铅及炉渣外,还产出冰铜和黄渣,黄渣是铜镍钴砷化物的熔合体,也称为砷冰铜。主要成分为铁的砷(锑)化物,常混有一定量的铜和铅的砷(锑)化物。

黄渣简介

金属砷化物及锑化物的熔体,亦称砷冰铜。主要成分为铁的砷(锑)化物,常混有一定量的铜和铅的砷(锑)化物。黄渣是鼓风炉熔炼过程中原料含砷(锑)较高时的产物。原料中的镍、钴及贵金属也进入黄渣。黄渣的熔点随组成而异,一般在1050~1100℃之间。比重约为7,较锍大。温度较高时,黄渣与锍有一定的互溶度,只有在前床澄清时才能形成互相饱和的两层。黄渣的产量决定于炉料中砷(锑)含量及鼓风炉的还原气氛。还原气氛弱时,砷(锑)形成 ( )而挥发,不形成黄渣。黄渣在炉缸中易形成炉结,导致操作困难。可对原料进行预处理,将砷(锑)去除到一定程度。

含砷废渣

含砷废渣是重要的二次资源,随着冶金和化工等工业发展以及金矿的开发,砷伴随着主要元素被开发出来,在矿石的前处理,如选矿过程中,大部分砷元素残留在尾矿中,约20%进入冶炼厂或化工厂。进厂后,一是回收砷的产品,约有90%是来自其它冶炼过程中的副产品。这部分砷约占砷量的20%。二是堆放,而靠“固砷法”处理后的含砷渣堆积量也超过20万吨。三是随冶炼废气、废水排放约占25~30%。在火法冶炼生产中,砷主要以三氧化二砷形态挥发进入烟尘中。在湿法冶炼或化工生产中,砷进人溶液或残留在尾料中,也有当精矿中砷含量较高时,采用浮选或其它处理方法将砷富集、提取作为副产品回收。对于含砷废水、废气,须经除砷处理达标排放,砷以含砷废渣形态从废气、废水中分离。其中冶炼废水中的砷量相当大,就我国而言,由于贵溪、铜陵、大冶、株冶、葫芦岛、白银等冶炼厂扩大投产,每年废水中排出的砷将超过3万吨。由此可见,一方面每年的含砷废渣量相当巨大,不管采用何种“固砷法”处理,由于长期堆存,废渣中砷会有不同程度的溶出,进入土壤或地表水、地下水源,对环境造成污染。另一方面,由于可开采的原生砷资源在总体上较少,以及砷产品在许多领域的重要用途,含砷废渣可以作为重要的二次资源加以利用,变害为利。

纯碱氧化脱砷工艺

简介

砷冰铜综合利用重点是脱砷工艺条件的研究。有人试图采用常规酸浸、碱浸,高温造渣方法脱除砷,效果很不理想。采用高温氧化升华除砷,脱砷效果不错,但严重污染环境。砷化矿的浸取工艺主要有三种,1)原料中Fe/As比恰当时,高温高压酸性浸出;2)高温高压碱性浸出;3)高温高压氨浸。高温高压工艺,所需设备庞大,投资高,中小企业难以企及。根据砷化物是还原性物料,砷的氧化物是酸性氧化物的特性,因此碱浸是可行的,反应速度慢主要是动力学因素,故可加入纯碱焙烧,采用水浸除砷的工艺流程。

影响因素

砷冰铜加入纯碱氧化焙烧反应,是复杂的气-固多相反应。因此,砷冰铜颗粒越小,比表面积越大,氧的吸附量越大,反应彻底,砷的浸取率和脱除率高。颗粒达到0.1mm后,砷的浸取率相近,反应已不再受动力学因素控制,且砷的脱除率已较高,考虑生产的实际情况,实验原料破碎至小于0.1mm。

焙烧温度的影响如图2所示,试验条件:焙烧时间2.5h,纯碱:砷冰铜=0.66。由图可见,随着温度升高,金属渣中砷逐步降低,砷的脱除率随之提高,但温度达 850摄氏度时,焙料有熔化现象。当温度高于800摄氏度后,温升高,脱砷率提高缓慢,故考虑能耗等问题,选800摄氏度为最佳焙烧温度。

纯碱用量的影响见图 3,试验条件:焙烧温度800摄氏度,焙烧时间2.5h。由图可见,脱砷率随纯碱用量的增加而提高,当纯碱:砷冰铜大于0.66时,脱砷率的增长速度变得缓慢。按反应化学方程式算,该值选为0.66,纯碱的理论消耗量为0.6265kg/kg砷冰铜,实验用量是理论用量的1.055倍。

热浓硫酸浸出脱砷实验研究

实验设备

实验主要设备:JJ-1型大功率电动搅拌器,XMTD数显温控仪(最高温度3000C),SHB-III A型循环水式多用真空泵,GZX-9140MBE数显鼓风干燥箱,砂型增祸(G3漏斗),孔径16-30d/um,1000ml抽滤瓶,漏斗,1000ml玻璃烧杯,电炉。

分析用主要设备:Shimadzu AA6300型火焰原子吸收分光光度计,AdventureAR1140型分析电子天平。

实验步骤

(1)取砷冰铜,按所要求的液固比将硫酸液加入1000ml玻璃烧杯中,置于风橱装好搅拌,控温装置,加热。

(2)将砷冰铜加入,这个阶段是整个试验需要注意的时候,由于砷冰铜和热浓硫酸反应相当剧烈,而且会生成大量气泡,所以要在温度90℃开始,进行少量多次的加入原料。

(3)当达到规定的实验时间时,就要进行热过滤,由于冷硫酸的粘度较高,而且不符合实验的温度要求,在实验室阶段保温设备欠缺的条件下,过滤也只能边过滤边加热方法,同时过滤器即漏斗必须要求吹干,防止热浓硫酸的飞溅。过滤结束后,将硫酸母液冷却至室温,过滤,取出三氧化二砷。将三氧化二砷水洗精制。

(4)浸出渣加水搅拌水溶,过滤。

(5)水洗液进入铜萃取剂进行铜萃取,得到五水硫酸铜结晶,之后进行硫酸铜精制工艺。

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